Agenda: Vedlikehold og modifikasjon / Kysten som verdiskaper
Alger som Hans Ragnar Gislerød - UMB · 2012-07-11 · UNIVERSITETET FOR MILJØ-OG BIOVITENSKAP...
15
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Alger som bioinnovasjon og energikilde 1 Alger som bioinnovasjon og energikilde Hans Ragnar Gislerød Alger er over alt Patil, 2006
Transcript of Alger som Hans Ragnar Gislerød - UMB · 2012-07-11 · UNIVERSITETET FOR MILJØ-OG BIOVITENSKAP...
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Alger som bioinnovasjon og energikilde
1
Alger som bioinnovasjon og energikilde Hans Ragnar Gislerød
Alger er over alt
Patil, 2006
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Alger som bioinnovasjon og energikilde
2
Alger: Makroalger Mikroalger
Mikroalger: Autotrofe fotosyntese Mixotrofe Hetrotrofe fermentering
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Mikroalger
40.000 kjente arter Noen få1000 ”stranger” er i ulike samlinger Bare noen få hundre har blitt undersøkt for kjemisk
innhold og bare en handfull har blitt dyrket for industrielle formål.
(Olaozola 2003, Biomolecular Engineering 20, 459-466 & Moore 2001, EMBO reports 21, 462-464)
Virkelig antall mikroalger er estimert til 2 - 10 millioner.
(Steininger 1996, Klieine Senckenberg-Reihe 22, 55 Seiten)
Alger som bioinnovasjon og energikilde
3
Patil, 2006
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Alger som bioinnovasjon og energikilde
4
94.3% (100 bill. t.)
0.04 % (40 mill t.)
4.8 % (5 bill. t.)
0.94 % (1 bill. t.)
Ocean Biomass Production Phytoplankton Fishery Resources "Norwegian Waters" Zooplankton Global Fishery Resources
Source: Field et al. (1998): Science, vol 281 Longhurst et al. (1995) : J.Plankt Res, vol 17
Ø. Lie, 2012
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Alger som bioinnovasjon og energikilde
5
The central role of micro-algae in mariculture (Brown et al., 1989).
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Alger som bioinnovasjon og energikilde
6
Reaktor for dyrking av mikroalger
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Alger som bioinnovasjon og energikilde
7
Produksjon av mikroalger
Algatech, Negev desert in Israel
Ökologische Produkte Altmark GmbH, Klötze (Germany)
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Alger som bioinnovasjon og energikilde
8
Dyrking av mikroalger
Fotobioreaktor
Næringsstoffer N, P etc
Ulike typer avløpsvann etc
CO2 - gass
Lys
Alger
En kg tørrstoff av alger fjerner:
1.9 kg CO2 80 g N 13 g P
Using photosynthetic bioreactors to grow biomass to increase production of renewable bio-energy, remove nutrients and remove CO2 at wastewater treatment plants
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Prosjekter
Alger som bioinnovasjon og energikilde
9
Innovasjonssamverkan kring utveckling av NORdisk OSTRONodling (NORD-OSTRON). Interreg-prosjekt i samarbeide med Universitet i Göteborg og Skjellsentret i Danmark
Effect of environmental factors on PUFA content and genetic response in microalgae. PhD-student
Using photosynthetic bioreactors to grow biomass to increase pro-duction of renewable bio-energy, remove nutrients and remove CO2 at wastewater treatment plants. NFR-prosjekt (IPN) med BioWater som prosjektleder. Samarbeide med University of South Florida
Use of solar energy for CO2 capture, algae cultivation and hydrogen roduction. Samarbeide med Bioforsk (prosjektleder) og Ben-Gurion University, Israel
Under etablering norsk mikroalgeproduksjon i Kristiansen Gartneri i samarbeide med UiA, EWOS og Innovasjon Norge. Det arbeides med en videre finansiering i regi av NFR og flere samarbeidspartnere
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Alger som bioinnovasjon og energikilde
10
Forskning - produksjon Nannochloropsis oceanica. Tre temperaturer.
Ved å optimalisere naturlig- og tilleggslys kom vi opp i 0.8 g l¯¹dag¯¹
Opt. temp 25 ⁰C
Mål: 100g m¯²dag¯¹
Må da ha:
Ca 120 l væske m¯²
På årsbasis
5-50 kg m¯²
avhengig av alge
Sandnes et al., 2005
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Forskning – publisering - industri Veksthusmiljøet ved UMB har tradisjon for samarbeide med
industri og internasjonale forskningsmiljøer. Dette er et anerkjent fagmiljø med betydelig internasjonal og nasjonal publisering
Veksthusmiljøet ved UMB tok opp forskning på mikroalger for vel 10 år siden og har lagt vekt på oppbygging av kompetanse
J.M. Sandnes, T. Kallqvist2, D. Wenner, H.R. Gislerød, 2005. Combined influence of light and temperature on growth rates of Nannochloropsis oceanica: linking cellular responses to large-scale biomass production. Journal of Applied Phycology 17: 515–525
V. Patil, T. Kallqvist, E. Olsen, G. Vogt,H. R. Gislerød,2007 Fatty acid composition of 12 microalgae for possible use in aquaculture feed. Aquacult Int (2007) 15:1–9
V. Patil, K-Q. Tran, H. R. Giselrød, 2008. Towards Sustainable Production of Biofuels from Microalgae. Int. J. Mol. Sci. 9: 1188-1195.
E. Lourie, E. Gjengedal, 2011. Metal sorption by peat and algae treated peat: Kinetics and factors affecting the proces. ScienceDirect Chemosphere
Alger som bioinnovasjon og energikilde
11
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Markedssegmenter i bio-økonomien
Alger som bioinnovasjon og energikilde
12
Mat Prosessindustri Akvakultur
Pharma Kosmetikk Miljø Energi Bio-materialer
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Alger som bioinnovasjon og energikilde
13
Product group
Product
RetaiIsotopesl value (U.S $x106)
Development
Biomass Health food 1,250-2,500 Growing
Functional food 800 Growing
Feed additive 300 Fast-growing
Aquaculture 700 Fast-growing
Soil conditioner Promising
Coloring substances Astaxanthin <150 Starting
Phycocyanin >10 Stagnant
Phycoerythrin >2 Stagnant
Antioxidants Β-Carotene >280 Promising
Tocopherol Stagnant
Antioxidant extract (CO2)
100-150
ARA 20 Growing
DHA 1,500 Fast-growing
PUFA extract 10
Special products Toxin 1-3
Isotopes >5
APPl Microbiol Biotechnol (2004) 65: 635-648
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Alger som fiskefôr
Testalger: – Nannochloropsis oceania
– Isochrysis galbana
– Phaeodactylum tricornutum
Problemstilling:
Behov for nye råvarer I fiskefôr som delvis erstatning for fiskeolje og fiskemjøl
Resultater: Alger er framtidig aktuell kilde for essensielle fettsyrer (n-6) og aminosyrer
Fordøyeligheten av næringsstoffer varierer mellom algearter
Phaeodactylum tricornutum viste høyest fordøyelighet av protein og fett
Behandlingsmetode etter dyrking er viktig for utnyttelse av næringsstoffene
Resultatene viser gode muligheter for alger som næringskilder i framtidas fiskefôr
Alger som bioinnovasjon og energikilde
14
Skrede et al., 2011
UN
IVERSITETET FOR M
ILJØ- O
G BIO
VITENSKAP
www.umb.no
Bio-økonomi
Veksthusproduksjon trenger en omsetning per m² og år på kr 700-3000 avhengig av kultur
Markedspris for tørr algemasse kr 200-15 000 avhengig av alge og kvalitet
Produksjon m²/år: 5-50 kg
Dette gir en omsetning på kr 1000 / m² og oppover
Skal alger produseres til Bio-disel må prisen ned på kr 1- 5 /kg tørrstoff. Mest kostnadseffektive produksjon i åpne dammer er på ca kr 20/kg i områder med stabil temperatur på ca 25 ⁰C
Konklusjon: Produksjon i sentral og Nord-Europa må henvende seg til markeder som kan betale en pris som kan konkurrere med annen produk- sjon i veksthus
Alger som bioinnovasjon og energikilde
15
